衍射分光镜

科技工作者之家 2020-11-17

衍射分光镜 为一光学仪器,能将一个光束分成多个光束,并排成阵列(1xN)或矩阵(MxN),而这些光束的特性都是一样的。一个衍射分光镜是专为一种波长的光和产生特定衍射角的光束而设计。

简介衍射分光镜为一光学仪器,能将一个光束分成多个光束,并排成阵列(1xN)或矩阵(MxN),而这些光束的特性都是一样的。一个衍射分光镜是专为一种波长的光和产生特定衍射角的光束而设计。1

原理此仪器运用了光线的衍射特性,亦类似于衍射光栅的设计,用特定的重复图样令衍射光束排列成特定的组合。2

应用此仪器可与一凸透镜合用,用以聚焦衍射光于一平面之上,并能用于科研及工业用途,如:

激光切割和刻划,用以制造太阳能电池和液晶显示器等;

光束取样;

动作感应,如Kinect等;

皮肤治疗及美化。2

衍射衍射(英语:diffraction),又称绕射,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。

在经典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。假设将一个障碍物置放在光源和观察屏之间,则会有光亮区域与阴暗区域出现于观察屏,而且这些区域的边界并不锐利,是一种明暗相间的复杂图样。这现象称为衍射,当波在其传播路径上遇到障碍物时,都有可能发生这种现象。除此之外,当光波穿过折射率不均匀的介质时,或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时,也会发生类似的效应。在一定条件下,不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(例如X射线和无线电波等)也能够发生衍射。由于原子尺度的实际物体具有类似波的性质,它们也会表现出衍射现象,可以通过量子力学进行研究其性质。

在适当情况下,任何波都具有衍射的固有性质。然而,不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因为波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而形成的现象。

衍射的形式论还可以用来描述有限波(量度为有限尺寸的波)在自由空间的传播情况。例如,激光束的发散性质、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。2

分光镜分光镜为一光学仪器,可以将一束光线分成两束,是多数干涉仪的重要组件。

设计最常见的分光镜为一玻璃方块,由两个玻璃三角柱沿对角线黏合而成。其制造经细心调校,使得特定波长的光束能等分地分开。

另一个设计是在一片玻璃上镀上一层铝,使得一束特定波长的光在45度角射向玻璃时会被等分。

用途除了光学实验外,此仪器也可用在摄影(如拍摄立体影像)、制造激光(见激光 #原理之输出耦合镜,用以筛出足够强度的激光)、光纤系统(见无源光网络 #光纤到户,它把信号由光纤划分成子光纤)中。2

另见衍射

分光镜

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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